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中天和自动化:详解废旧锂离子动力电池的回收技术,涨知识(八)

文章来源: 深圳市中天和自动化设备有限公司 人气:1739发表时间:2018-01-03 14:24:01

中天和自动化:详解废旧锂离子动力电池的回收技术,涨知识(八)

2.3.3 电化学法

  电化学法又称电沉积法,可用于处理废旧钴酸锂电池。通过电化学还原技术将浸出液中的 Co3+ 转化 Co2+,后以 Co(OH)2 的形式在阳极沉积下来。

  Shen[51] 将酸浸法与电化学法结合用来回收废旧钴酸锂电池中的钴。采用 10 mol/L H2SO4,在 70 ℃ 下浸出 1h,钴的浸出率达到 100%。调节 pH 2~3,温度为 90 ℃,除去浸出液中多余的重金属离子。调节电流密度至 235 A/m2,后在阳极能够得到纯净的 Co(OH)2,钴的回收率大于 93%

  Garcia [52]通过浸出,纯化除去多余的重金属离子,得到只含有 Co2+ 的浸出液。以 Ag 电极为阳极,调节电压至 1.50 V,后 Co2+ 的回收率为 96%。将得到的阳极沉积物在 850 ℃ 下焙烧 1000h,后得到可直接用于商业销售的 Co3O4

  电化学法的优点在于引入的杂质少,可得到纯度很高的钴的化合物,可直接用于电极材料的制备。缺点是需要消耗大量的电能。

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  3. 结 论

  废旧锂离子动力电池作为一种危险废弃物,如果处理不当的话不仅会污染环境,还会影响到人和动物的健康。同时,废旧锂离子动力电池中含有大量的有价金属(CoNiLiMnAlCuFe ),回收废旧锂离子动力电池中的有价金属能带来很好的经济效益,实现资源的可持续发展。

  目前工业上应用的回收废旧锂离子电池的方法以火法冶金工艺和湿法冶金工艺为主。火法冶金工艺处理量大、工艺简单、能处理种类繁杂的电池;但火法冶金工艺成本高、对设备的要求高、处理过程中会产生大量的有害气体。湿法冶金工艺处理成本低、有价金属的回收率高、工艺稳定性好;但湿法冶金工艺流程长,处理量小,处理过程中产生大量的废液需进一步环保处理。鉴于两种工艺的优缺点,目前废旧锂离子动力电池回收以及资源化研究以湿法冶金和火法冶金联合工艺为主。在预处理步骤的基础上采用热处理工艺富集正极材料,通过酸浸、萃取的深度处理步骤有效回收废旧电池中的有价金属。

  随着国家环保力度的不断加强,以及有价金属资源的不断匮乏,废旧锂离子动力电池的资源化回收技术将沿着绿色回收,高效回收的方向发展,主要关注以下几个方面:

  预处理步骤中的安全问题。废旧锂离子动力电池属于危险废弃物,处理过程中存在爆炸的危险,因此需要在绝对安全的环境中自动高效处理。同时,由于电池中电解液含有大量有机物以及 LiPF6 等有毒有害物质,在处理过程中需要进一步防治这些潜在危害。

  二次处理步骤中的污染防治。二次处理步骤中,热处理法会产生 SO2NO2NO 等有害气体;有机溶剂溶解法溶解后的余液中含有大量而且成分复杂的有机物;碱液溶解法要求使用强碱溶液进行溶解,得到的余液 pH 高,需要进一步处理。对于热处理法中的有害气体进行无害化处理,对于有机溶剂余液和碱液余液则需考虑循环利用。

  深度处理步骤中的完全回收。采用合适的浸出剂进一步提高废旧电池中有价金属的浸出率,通过将化学沉淀法与溶剂萃取法结合提高浸出液中有价金属离子的回收率,得到符合要求的金属化合物产品。

  废旧锂离子动力电池中各成分的综合回收利用。目前回收的重点是正极材料,有价金属含量高,经济价值大。但是对于电池中的其它成分,隔膜、电解液、负极活性材料等物质基本回收,需要加强对这些成分的回收研究。

 

 

 

此文关键词:锂离子动力电池

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